如何解決汽車系統的穩壓器噪聲EMI問題

應對開關穩壓器的噪聲輻射問題

在汽車環境中，開關穩壓器通常用于取代注重散熱和效率的區域的線性穩壓器。此外，開關穩壓器通常是輸入電源總線的第一個有源部件，因此對于整個轉換器電路EMI性能有顯著影響。

EMI輻射有兩種類型：傳導型和輻射型。EMI這取決于連接到產品的導線和電路布線。由于噪聲僅限于方案設計中的特定終端或連接器，通過上述良好的布局或濾波器設計，通?？梢源_保在開發過程的早期階段符合傳導類型EMI要求。

但是，輻射型EMI但另當別論了。電路板上攜帶電流的所有部件都輻射一個電磁場。電路板上的每條布線都是天線，每個銅平面都是諧振器。除了純弦波或DC電壓，任何信號都會產生覆蓋整個信號頻譜的噪音。即使經過仔細設計，設計師也永遠不會真正知道輻射型，直到系統被測試。EMI會有多嚴重。而且在設計基本完成之前，不可能正式輻射。EMI測試。

濾波器可以在一定頻率或整個頻率范圍內衰減強度EMI。部分能量通過空間(輻射)傳播，因此可以增加金屬屏蔽和磁屏蔽來衰減。PCB增加鐵氧體磁珠和其他濾波器可以控制線上(傳導)的部分。EMI不可能完全消除，但可以衰減到其他通信和數字組件可接受的水平。此外，幾家監管機構強制執行一些標準，以確保符合要求EMI要求。

采用表面安裝技術的新型輸入濾波器組件的性能優于通孔組件。然而，這種改進被開關穩壓器開關工作頻率的增加所抵消。更快的開關轉換產生了更高的效率、最短的開關和斷開時間，從而產生了更高的諧波重量。當所有其他參數，如開關容量和轉換時間保持不變時，開關頻率增加一倍，EMI就惡化6dB。寬帶EMI性能就像一階高通濾波器。如果開關頻率增加10倍，將增加20倍dB輻射。

電磁兼容領域，有經驗的PCB設計師將設計一個非常小的熱環，并使屏蔽層盡可能靠近源層。然而，設備引腳配置、包裝結構、熱設計要求和去耦組件中儲存足夠能量所需的包裝尺寸決定了熱環的最小尺寸。更復雜的問題是，在典型的平面印刷電路板中，線路之間高于30MHz由于諧波頻率越高，抵消所有濾波器的努力，因為諧波頻率越高，不需要的磁耦合就越有效。